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第一單元（結構與設計）知識點
一、結構的涵義：
1、結構的概念：
結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列，結構多種多樣且決定著事物存在的性質及功能。
自然界形形色色的結構給了人們無限的創造靈感和啟示（例蒼耳子、飛機、導彈跟蹤系統等）。
2、結構的分類：
根據物體的結構形態，通常將結構分為實體結構、框架結構 和 殼體結構三種基本類型。
實體結構是指結構體本身是實心的結構。它的受力特點是，外力分布在整個體積中，如實心牆、大壩等；
框架結構是指結構體由細長的構件組成的結構。其特點是，支撐空間而不充滿空間，如鐵架塔、建築用腳手架，廠房的框架等；
殼體結構是指層狀的結構。它的受力特點是，外力分散作用在結構體的表面上，如摩托車手的頭盔、飛機的外殼、貝殼等。
生活中很多物體的結構是由兩種或兩種以上的基本結構類型組合而成，稱為組合結構，如埃菲爾鐵塔等。
二、結構的分析：
1、承受應力：
從力學角度來說，結構是指可承受一定力的架構形態，它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。當一個結構受到外力作用時，內部各質點之間的相互作用會發生改變，產生一種抵抗的力，稱為內力。應力是構件的單位橫截面上所產生的內力，當應力達到某一極限（容許應力）時，結構就會遭到破壞。用公式表示為Ơ=F/S，其中F是內力，S是受力面積，Ơ是應力。
構件的受力形式多種多樣，基本受力形式有拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力，很多情況下，構件可能同時受到幾種不同形式的力的作用。（結構的受力分析）
2、結構的穩定性：
結構的穩定性是結構在負載的作用下維持其原有平衡狀態 的能力。它是結構的重要性質之一。影響結構穩定性的因素有多種，主要有重心位置的高低、結構與地面接觸所形成的支撐面積的大小和結構的形狀、材料等。對於一個結構而言，如果重心所在點的垂線落在結構底面的范圍內，就是穩定的，不會出現傾倒。
3、結構的強度：
結構的強度是指結構具有的抵抗被外力破壞的能力。結構的強度與結構的形狀、使用的材料、構件之間的連接方式等因素有密切的關系。三角形是框架中最基本的形狀之一，它結實、穩定，所用材料最少。
結構構件的連接通常有兩類：鉸連接和剛連接。鉸連接是指被連接的構件在連接處不能相對移動，但可相對轉動。如門與門框的連接；剛連接是指被連接的構件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉動，具體有榫接、膠接、焊接等，如固定鐵床架的連接。
三、結構的設計：
結構設計應以一種或幾種功能的實現為基本目標，應滿足設計規范，滿足使用者的基本需要。結構設計應考慮的主要因素有：功能、符合使用者對設計對象的穩定性和強度要求，安全因素，公眾和使用者的審美需求，使用者的個性化需要，對設計對象的成本控制要求和一定的使用壽命等。對於任何結構的設計安全是至關重要的因素。
步驟：確定結構設計方案———繪制簡單結構設計草圖———做出模型或原型
四、結構的欣賞：
優秀的結構設計不僅表現在結構的實用功能上，也表現在形式上，特別是功能與形式的統一上。古今中外許多能工巧匠把結構的功能與形式恰當地結合起來，形成了一些經典的結構。賞析結構設計作品，可從技術與文化兩個角度進行。
技術角度：使用功能、穩固耐用、造型設計的創意和表現力、材料合理性、工藝精湛程度等。
文化角度：文化寓意與傳達，美學原則，反映時代、民族、習俗方面特徵，個性特徵等。
第二單元（流程與設計）知識點
一、流程的涵義：
1、流程的概念：
流程是一項活動或一系列連續有規律的事項或行為進行的程序。任何流程都反映了一定的時序，體現出一定的環節。⑴ 環節：活動或事件在其發展的過程中，依據某種特徵或方式，可將該過程分解為若干個小過程，稱這些小過程為環節。如：切種、布種、掩種環節，沖片和印片環節等。（2）時序：過程的經歷中，各環節按照一定的時間順序先後出現、完成。這種時間順序關系，稱為時序。如：先切種→ 再布種→後掩種。
2、流程的表達（流程圖）：
依據流程的性質及人們的表達習慣，流程圖有文字表達、表格表達、圖示表達、模型表達、動畫演示、方框圖、示意圖、程序等。
二、流程的分析：
1、生活與流程：
科學合理的流程，可以指導我們正確地做事，提高工作和學習的效率，是我們的生活變得有序、合理，為我們的安全提供保障（例洗衣、煮飯與燒菜的流程安排，碘鹽和味精佐料的加放流程，青黴素注射流程等）。
2、生產與流程：
運用科學合理的流程可以有效地組織生產、提高生產效率、保證產品質量、保證安全生產、保護環境等。
流程中工序的作業方式——串列和並行。上一道工序完成之後才能進入下一道工序——串列。幾項工作同時進行——並行。
3、簡單流程圖的識讀：
識讀流程圖的要點： ⑴找流程的環節，明確每個環節的功能和作用； ⑵弄清流程中時序的體現與特徵； ⑶流程是技術的核心概念之一。不同的流程，產生的效益往往不同，「理解流程就是質量」、「流程就是效益」等。
三、流程的設計：
1、流程設計的基本要求：
⑴提高效率。⑵提高質量。⑶保證安全。⑷節省資源。⑸提高管理水平。⑹提高經濟效益。⑺其他，如注意環保、方便操作等。
2、流程設計中的基本因素：
研究內在屬性與規律，就是流程設計應該考慮的基本因素。
生產活動中的流程設計的基本因素主要有材料、工藝、設備、人員、資金和環境等。
不同行業的流程設計中考慮的基本因素各有差異。
3、流程設計的步驟：
第一步：首先要明確設計的目的和任務，明確流程所應遵循的內在變化規律。第二步：要分析現有材料、設備、資金、人員、工藝和環境等因素。第三步：列出流程涉及的主要事項，並進行初步的排列。第四步：分析各事項（步驟）之間的先後順序，合理地安排流程的時序和環節。第五步：選擇一個合適的表達方式畫出流程圖，對於有嚴格時間的時序，要標注時間。注意：流程設計的基本要素是環節和時序。
4、學畫流程設計的框圖：
畫流程設計框圖的一般方法：⑴根據對事物的內在屬性和規律的分析，以及有關的考慮，將流程的全過程，按每個階段的功能、作用的不同，分解為若干小過程——環節，並用方框表示環節。⑵按照每個小過程應該經歷的時間順序，將各環節依次排開，並用箭頭線連接起來。
四、流程的優化：
1、流程的優化及目的：
在設計和實施流程的過程中，經常需要進行不斷的修改和完善，這種對流程修改的過程，叫做流程的優化。
目的：提高工作效率、降低成本、降低勞動強度、節約能耗、減少環境污染、保證安全生產等。
2、流程優化的內容：
一般流程優化的主要內容有：工期優化、工藝優化、成本優化、技術優化、質量優化等。
對一個流程的優化，可以是整體的全面優化，也可以是對某一個指標進行優化。經常會有這樣的情況發生：某一個指標得到了優化，而使另外的指標下降了。比如，技術優化，可能使成本提高。成本優化了，也可能使質量下降。因此，在進行流程優化時，要綜合平衡，以取得整體優化的成效。
3、流程優化的條件：
⑴內部條件：對流程內在機理和規律的深入了解。比如對洗滌原理的了解，就會在流程中安排兩次漂洗；
⑵外部條件：設備和工藝水平的提高或完善，以及人員技術水平的提高。比如，只有在具備鍛壓設備時，才可能將法蘭盤的加工改為少量切削加工。
第三單元（系統與設計）知識點
一、系統的涵義：
1、系統的概念：
由相互聯系、相互作用、相互依賴和相互制約的若干要素或部分組成的具有特定功能的有機整體，稱為系統。
構成系統，必須具備三個條件：第一，至少要有兩個或者兩個以上的要素（部分）才能組成系統；第二，要素（部分）之間相互聯系、相互作用，按照一定方式形成一個整體；第三，這個整體具有的功能是各個要素（部分）的功能中所沒有的。
2、 系統的組成、類型：
系統是普遍存在的，也是多種多樣的。根據需要，可以對系統進行不同的分類。如，可把系統分為自然系統和人造系統，自然系統是自然形成的系統（如生態系統），人造系統是由人工製造加工而成的系統（如計算機系統和機械傳動系統）；也可把系統分為實體系統和抽象系統，實體系統是實物形態的（如生物系統、機械繫統），抽象系統是非實物形態的（如哲學系統）。
3、系統的基本特性：
系統的基本特性主要有整體性（全局、集合）、相關性（匹配、關聯）、目的性（功能）、動態性（更新）和環境適應性（自適應）等，這些特性都體現了一定的思想與方法。（結合課本相關案例，學會運用系統的基本特性，分析身邊的系統）。
二、系統的分析：
1、系統分析及其目的：
系統分析是指為了發揮系統的功能，實現系統的目標，運用科學的方法對系統加以周詳的考察、分析、比較、試驗，並在此基礎上擬訂一套有效的處理步驟和程序，或對原有的系統提出改進方案的過程。 目的：尋求解決問題的最佳決策。
2、系統分析的一般步驟：
明確問題，設立目標——收集資料，制定方案——分析計算，評價比較——檢驗核實，作出決策。
（結合田忌賽馬案例）
3、系統分析的主要原則：
系統分析應遵循整體性原則（丁謂修復皇宮）、科學性原則（三三進九不如二五一十）和綜合性原則（孝襄高速公路）。
三、系統的優化：
1、系統優化的目的：
系統的優化是指在給定的條件（或約束條件）下，根據系統的優化目標，採取一定的手段和方法，使系統的目標值達到最大化（或最小化）。
最小的成本——最大的利潤；最短的工期——更多的工程量；最少的能耗——更多的產品；單位面積土地——更高的農業產量。（案例：農業間作套種，傢具利潤問題等）
優化目標；目標函數；約束條件（不能人為調節）；影響因素（可以人為調節）。
2、系統優化的方法：
數學模型——最優解； 科學估算、試驗——滿意解。 結合案例，分析系統優化的實現。
四、系統的設計：
1、系統設計的目的、方法與過程：
系統設計是對各種各樣的系統進行調查分析、籌劃研究、評價實施、運行改善等，直到完成一個能協調工作的實際系統的過程。
系統設計要考慮其目的與要求（以系統的整體功能的最優為目的）、系統各部分之間的相互聯系與相互作用、對系統設計方案進行優化（整體優化，統籌兼顧）等問題。
2、系統設計的一般步驟：
系統設計的步驟包括：將系統分解為若乾子系統；確定各子系統的目標、功能及其相互關系；對子系統進行技術設計和評價，對系統進行總體技術設計和評價等。
3、簡單系統的設計：
了解系統設計應解決的主要問題和基本的設計過程，寫出系統設計或系統優化設計的書面方案，包括必要的設計草圖以及量化數據。（案例：手電筒照明供電部分的設計）。
控制與設計
一、控制的手段與應用
1.控制的手段
⑴控制的含義：案例分析：大禹治水P96
人們按照自己的意願或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標發展，這就是控制。
理解任何控制現象，都要明確控制的對象是什麼，控制要達到什麼目的和採取什麼控制手段。
例如：人力三輪車轉彎過程中的方向控制問題，其控制的對象就是人力三輪車，控制的目的是為了改變三輪車行駛的方向，控制的手段是騎車人通過雙手轉動車把，改變前輪的方向並帶動後輪。
⑵控制的手段：控制的實現需要通過一定的手段。
從控制過程中人工干預的情形來分，控制有人工控制和自動控制。
人工控制是在人的直接干預和全程干預下進行的。人工控制又稱手動控制。
自動控制是指在無人直接參與的情況下，使事物的變化准確地按照期望的方向進行。按執行部件的不同，控制可分為機械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制等。
有時，控制手段又可以綜合的。案例分析：從手搖扇到空調器P98
2.控制的應用
控制應用到生活中，提高了人們的生活質量，人類能夠在一定程度上按照自己的意願改變周圍的環境，使之滿足人們的需要。
生產中往往需要對溫度、濕度、壓力、速度及加工動作等進行控制，控制在生產中得到了極為廣泛的應用。
控制在軍事、國防等領域也有著廣泛的應用。閱讀：控制論P101
二、控制系統的工作過程與方式
1.控制系統
案例分析：自行車行駛的速度控制的實現P102
案例分析：電風扇的風速控制的實現P102
任何一種控制的實現，都要通過若干個環節，這些環節構成一個系統，我們稱之為控制系統。一般的控制過程都有一個輸入和一個輸出，控制系統的輸入輸出之間有一定的對應關系。
控制系統一般分為開環控制系統和閉環控制系統。
2.開環控制系統
控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響，這種控制系統為開環控制系統。
開環控制系統在日常生活中用途很廣。如十字路口的紅綠燈定時控制系統、樓宇的防盜報警控制系統、火災自動報警系統、公園的音樂噴泉自動控制系統等。
案例分析：自動門的控制系統P103
在控制系統中，為了分析的方便，常採用方框來表示系統的環節，用單向信號線來表示系統信號傳遞的方向，這種圖稱為控制系統的方框圖，它表示了系統的各個環節在系統中的位置、功能和相互之間的關系。對於開環控制系統，通常可以用下面的方框圖來描述：
輸入量即控制系統的給定量，如游泳池進水的設定時間；輸出量（被控量）即控制系統所要控制的量，也是控制系統的輸出信號，如游泳池的水位；被控對象即控制系統中所要求的裝置或生產過程，如游泳池；執行器即直接對被控對象進行控制的裝置或元件，如進水閥門；控制器即對輸入信號進行處理並發出控制命令的裝置或元件，如控制電路；控制量即執行器的輸出信號，如流過閥門的水量。
案例分析：水泵抽水控制系統P104
3.閉環控制系統
系統的輸出量返回到輸入端並對控制過程產生影響的控制系統稱為閉環控制系統。
簡單閉環控制系統的方框圖如下：
檢測裝置測量出被控量並返回到系統的輸入端； 是比較器，它將給定量與所檢測的被控量進行比較，求出偏差值；控制器將這一偏差值進行運算處理，並向執行器下達控制指令；執行器根據指令對被控對象進行控制，從而使被控量穩定在一定范圍內。
與開環控制系統相比，閉環控制系統多了一個由檢測裝置組成的環節。
三、閉環控制系統的干擾與反饋
1.干擾因素
在控制系統中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。
有的干擾因素是環境造成的，如影響自行車行駛速度的變化的自然風等；
有的干擾因素是人為原因所致，如影響飛機導航信號的手機信號等。
在控制系統中，干擾因素可能有一個，也可能有若干個。如戰士在大風大雨中進行射擊練習，風和雨都是子彈命中准確度的干擾因素。控制系統在工作中必須克服干擾，使被控量穩定。
案例分析：電視機P109
有些情況可以利用干擾因素實現某種目的。如在軍事演習中，紅方利用一定頻率的電磁波對藍方的信息指揮系統進行干擾，使之不能正常工作。
2.反饋
（1）什麼是反饋
控制系統中，將輸出量通過適當的檢測裝置返回到輸入並與輸入量進行比較的過程，就是反饋。
案例分析：投籃 P110
利用反饋來分析和處理被控制對象，通過系統的書出來調整系統的行為，使系統沿著預期的目標運用的方法，稱為反饋方法。如普通電水壺將水加熱至沸騰時，需要人工關閉電源，而自動電水壺具有擋水沸騰時自動切斷電源的功能，終究是運用反饋方法實現自動控制的結果。
(2) 閉環控制系統的工作過程
從反饋來看，閉環控制系統就是指在系統的輸出端與輸入端之間存在反饋問題，輸出量對控制過程產生影響的控制系統。閉環控制系統的核心是通過反饋來減少被控制量（輸出量）的偏差。
一個閉環控制系統，能夠克服外界干擾，使被控量控制在給定值附近。
案例分析：供水水箱的水位自動控制系統P112
案例分析：加熱爐的溫度自動控制系統P113
（3）閉環控制系統與開環控制系統的比較
開環控制系統一般結構簡單，適用於控制精度要求不高而系統本身的元件又比較穩定的場合。
閉環控制系統設計比較麻煩，結構相對復雜，構成控制系統的成本較高。閉環控制系統是自動控制中廣泛採用的一種方式，用於要求高精度和高可靠性的場合。
3.功能模擬方法：以功能和行為的相似性為基礎，用「模型」模擬「原型」的功能和行為的方法，就是功能模擬法。
閱讀：功能模擬方法的提出 P115 思考：功能模擬方法對技術有何意義？
4.黑箱方法：把將要研究的系統作為黑箱，通過對系統輸入與輸出關系的研究，進而推斷出系統內部結構及其功能的方法，就是黑箱方法。黑箱方法提供了一種不必打開黑箱就可以研究其內部結構和功能的方法。例如，通過輸入圖像、電或聲音信號，觀測、分析腦電波的輸出反應，研究人腦對視覺或聽覺信息的傳遞、變換和處理功能，得知人腦內部結構的細節，就是黑箱方法的運用。
四、控制系統的設計與實施
1.控制系統設計的一般思路
設計好一個控制系統，應該明確這個系統要達到的目的是什麼，所要控制的對象是什麼，被控制對象有哪些重要的特性，被控量和控制量分別是什麼，外界的主要干擾因素有哪些，選擇怎樣的設計方案既能達到目的，又能經濟、易於實現，如何選擇設備和元件，等等。
設計一個控制系統，是選擇開環控制還是閉環控制，應根據對控制精度的要求以及條件的可行性而定。能達到控制目的，採用易於實現的控制方式，降低控製成本、減少對環境的負面影響等，是我們進行控制系統設計必須考慮的基本問題。
控制系統的設計方案，還包括畫出必要的設計圖紙（控制電路設計或系統結構設計）和實施圖紙、撰寫說明書等。
（1）開環控制系統的設計
開環控制系統的設計相對比較簡單，在明確設計要求，明確被控對象、被控量和控制量後，即可考慮具體控制系統的方案。例如：普通電風扇控制系統的設計，被控對象是電風扇，被控量是電風扇輸出的風速，控制量是電機的轉速；若是具有定時功能的電風扇控制系統的設計，則需在開關環節加一個定時器。
案例分析：電吹風控制系統的設計 P119
設計要求：電吹風能根據不同的擋位（如冷風擋檔、熱風擋）輸出不同種類的風。
設計分析：電吹風控制系統的被控對象是電吹風裝置，被控量是風的速度和溫度，控制量是電機的電壓，干擾因素是房間溫度、電源電壓的波動等。
電吹風的控制工作過程：電吹風是要將其內部電熱絲的熱量通過一個小電風扇擴散出去。
方案構思：選擇開環控制系統實現電吹風的控制要求。
設定風的檔位就設定了電機的電壓和電熱絲的阻值，接通電源後，電機帶動一個小風扇轉動，產生的風通過電吹風的電熱絲，輸出的就是與設定的風種相對應的風。
確定了電吹風控制系統的設計方案後，畫出必要的電氣線路圖，選擇適當型號的元件和配件，進行組裝、調試。
（2）閉環控制系統的設計
簡單的閉環控制系統，基本要求：
第一，一個閉環控制系統要正常工作，首先必須是穩定的。
第二，控制系統的控制精度必須符合要求，即系統的輸出量與給定值之差應控制在允許的范圍之內。
第三，閉環控制系統應有較好的抗干擾性能。
在進行閉環控制系統的設計時，幾項控制要求之間往往會產生矛盾，需要結合具體問題全面解決或有所側重地解決。
案例分析：抽水馬桶水箱的自動控制系統的設計P120
設計項目：抽水馬桶水箱的自動控制系統
設計要求：⒈當水箱中的水位低於達到某一指定高度時，進水口立即進水。
⒉當水箱的水位達到某一指定高度時，進水口立即停進水。
⒊控制系統對控制精度和系統的穩定性均沒有特別的要求。
設計分析：⒈從設計要求來看，這是一種自動控制，因此選擇閉環控制系統。
⒉被控對象是抽水馬桶的水箱，被控量是抽水馬桶水箱水位的高度，控制量是進水管的水流量（即進水量），水箱水位的高度與進水量之間呈線性關系。
⒊主要干擾因素是水箱的出水流量。
方案構思：採用浮球作為水位高度的檢測裝置。當水箱的水位低於水箱的某一高度時，出現了水位差（給定的水位高度與實際水位高度之差），這個信號通過浮球、連桿機構傳給進水閥，使進水閥打開，從而水箱進水；當水箱的水位達到水箱的某個高度時，水位差為零，進水閥關閉。
水箱水位的控制過程：撥動沖水旋鈕，使出水閥打開，水箱沖水，與此同時，進水閥打開，水箱進水，直到指定水位時，進水閥關閉。
2.控制系統的設計與實施方案
案例分析：自動升旗簡易控制裝置的設計P121
本單元小結：
事物發展具有多種可能性。人們根據自己的目的，通過一定的手段使事物沿著某一確定方向發展，就形成了控制。人類的控制現象自古就有，隨著科學技術的發展進步，自動控製得以迅速發展。控制的手段多種多樣，控制廣泛應用於人們的生產生活中。
開環控制系統是指輸出量不對系統的控制產生任何影響的控制系統。閉環控制系統是指在系統的輸出端與輸入端之間存在反饋迴路，輸出量對控制過程產生影響的控制系統。控制系統的工作過程通常可以用方框圖來表示。
在控制系統中，除輸入量以外引起被控量變化的各種因素，就是干擾因素。反饋是閉環控制系統的重要特徵，體現了一定的思想方法，有著廣泛的應用。此外，功能模擬方法、黑箱方法在控制系統設計以及日常生活中也有著廣泛的應用。
設計一個控制系統，要明確控制目的、控制對象是什麼，要弄清干擾因素以及被控量、控制量，選擇經濟、易於實現的手段來實現。
怎麼樣，夠全吧。o(∩_∩)o...
❷ 求初中化學物理難題
一、一個實心小球先後放入盛有足夠的水和足夠多的酒精的兩個容器中，小球受到的力分別是0.9牛和0.8牛，酒精的密謀為0.8×103 kg/m3。
1．分析小球在水中和在酒精中的浮沉狀態
2．求小球的密度
解：假設小球在水中和在酒精中均不漂浮，或懸浮或一漂一懸，則應有：
因與題目已知條件矛盾，故不可能；
假設小球在水中和在酒精中均為沉底，則應有：
因與題目已知條件矛盾，故也不可能。
由以上分析可知：小球在水中和在酒精中時，只能是一漂一沉。
又因為，所以小球在水中一定是漂浮，在酒精中一定是沉底的。
(2)因小球在水中漂浮，
∴ ①
由已知條件：
得②
將②式代入①式得：
圖1
二、體積為1.0×10-3m3的正方體木塊，投入如圖1所示裝有水的容器中，靜止後露出水面的高度為5×10-2米，容器的底面積為0.04m2（g取10N/kg）。
求：①木塊受到的浮力；
②木塊的重力；
③投入木塊後，容器底增加的壓強
④若將此木塊投入某液體中，露出液面高度為4厘米，求這種液體的密度。
解：①5N；②5N；③125Pa；④0.83×103kg/m3
圖2
三、如圖2所示電路，電源電壓不變，R1的阻值為10歐姆，閉合開關S，滑動變阻器的滑片滑到b點，電壓表與的示數之比為5:7，R2與R消耗的功率之和是R1消耗功率的4倍，求：
①通過R1與R2的電流之比
②滑動變阻器的最大阻值Rab
③滑動變阻器滑片在a、b兩點時R1消耗的功率比
解：①1:1；②25歐；③4:1
圖3
電學綜合題
6．（2007 寧波市）某同學利用圖甲電路對額定電壓已經模糊、額定功率為1w的小燈泡進行了如下研究，按如甲連接電路後，閉合開關S，測得通過小燈泡的電流與小燈泡兩端的電壓關系如圖乙。
（1）據圖判斷，實驗過程中小燈泡的電阻是 （選填「恆定」「變化」）的。
（2）當小燈泡兩端的電壓為0.5V時，2min 內小燈泡消耗的電能為多少？
（3）小燈泡的額定電壓為多少？
7.（2007 揚州市）在圖甲的電路中，電源電壓為9V且保持不變，電流表的規格為0~0.6A，電壓表的規格為0~15V，燈泡上標有「6V 6W」字樣，燈泡電流隨電壓變化關系如圖乙所示，求：
（1）燈泡正常發光時的電流
（2）當電流表示數為0.4A時，電壓表的示數
（3）為了保證電路安全，滑動變阻器接入電路中的
最小阻值及此時電路消耗的總功率。
8.（2007 成都市）如圖所示，一隻標有「8V 4W」的燈泡L與一隻滑動變阻器R串聯，開關S閉合，滑片P在b端時，電壓表的示數為12V，燈泡正常發光。當滑片從b點滑到a點時，電路中電阻增大了6Ω。求：（1）燈泡的電阻值及電源電壓 （2）滑片P在a點時，燈泡的實際功率多大？
（3）你在計算過程中用到了什麼近似？
9.（2007 威海市）如圖所示，電源電壓恆定為24V，小燈泡標有「6V 3W」字樣，定值電阻R2的阻值為24Ω，當開關S閉合，S1 S2都斷開且滑片移到滑動變阻器的中點時，燈L正常發光
（1）燈泡L的電阻是多少？
（2）滑動變阻器的最大阻值是多少？
（3）當S1 S2都閉合時，調節滑動變阻器，使整個電路消耗的功率最小，
這個最小值是多少？
電學力學綜合題
10.(2007 莆田市)小強同學利用學過的物理知識設計了一個拉力計，圖甲是其原理圖，硬質彈簧右端和金屬滑片P固定在一起（彈簧的電阻不計，P與R1間的摩擦不計），定值電阻R0=5Ω， a b是一根長5 cm的均勻電阻絲，其阻值為25Ω，電源電壓U=3V，電流表的量程0~0.6A，請回答：
（1）小強在電路中連入R0的目的是 。
（2）當拉環不受力時，滑片處與a端，閉合開關S後電流表的讀數是多少？
（3）已知該彈簧伸長的長度△L，與所受拉力F間的關系如圖乙所示，通過計算說明，開關S閉合後，當電流表指針指在0.3A處時，作用在拉環上水平向右的拉力是多大？
11.(2007 黃石市)如圖所示是小星利用所學物理知識設計的電子稱的示意圖，托盤、彈簧上端和金屬滑片P固定在一起，定值電阻R0=5Ω，ab是一根長為5cm的均勻電阻絲，電阻R=20Ω，電源電壓U=3V，電流表的量程為0~0.6A，（彈簧的電阻不計，P與R間摩擦不計） 求：
（1）在托盤中無物體時，使金屬滑片P處於R最上端，閉合開關後，電流表的讀數為多少？
（2）已知該彈簧壓縮的長度△L與所受壓力F的關系如下表所示，開關S閉合後，當電流表指針指在0.2A
處時，托盤中物體的質量為多少？
12.(2007 梅州市)如圖所示，是某研究學習小組自製的電子稱原理圖，它利用電壓表是示數來指示物體的質量，托盤、彈簧上端和滑動變阻器滑片固定在一起，托盤和彈簧的質量不計，OA間有可收縮的導線，當盤中沒有放物體時，電壓表的示數為0。已知電阻R0=5Ω，滑動變阻器最大阻值為15Ω，電源電壓的U=3V，電壓表的量程為0~3V，現將1kg的物體放在托盤中，滑片剛好距R上端1/3處（不計摩擦，彈簧始終在彈性限度內），請計算回答：
（1）將1 kg的物體放在托盤中時，電壓表的示數是多少？
（2）該電子稱能測量的最大質量是多少？此質量數應標在電壓表多少伏的位置上？
13.(2007 麗水市)小雯設計了一個測量物體重力的托盤稱，如圖是原理示意圖，其中的托盤用來放置被測物體的，OBA是可以繞0點轉動的杠桿，R1是壓力感測器，（其電阻值會隨所受壓力大小變化而變化，變化關系如下表），R0為定值電阻， 為顯示重力大小的儀表（實質上是一個量程為0~3V的電壓表），已知OA∶OB=2∶1，R0=100Ω，電源電壓恆為3V（忽略托盤、杠桿及壓桿的重力）
（1）拖盤上沒有物體時，壓力感測器R1的電阻值
（2）當托盤上放被測物體時，電壓表的示數如圖所示，則此時壓力感測器R1上的電壓是多少？
（3）第（2）題中被測物體的重力是多少？
14(2007 南京)某研究性學習小組設計了一種測定風力的裝置，其原理如圖所示，迎風板與一輕質彈簧一端相連，穿在光滑的金屬桿上，彈簧由絕緣材料製成，均勻金屬桿的阻值隨長度均勻變化，工作時迎風板總是正對風吹來的方向。電路中左端導線與金屬桿M端相連，右端導線接在迎風板上N點並可隨迎風板在金屬桿上滑動，兩端導線與金屬桿均接觸良好。 已知電源電壓恆為4.5V，定植電阻R=1.0Ω，金屬桿接入電路中Rx與迎風板所承受的風力F的關系如乙所示，
若電路中接入一個電壓表，使電壓表示數隨風力的增大而增大，請在適當的位置畫出電壓表。
無風時，求電壓表的示數和定值電阻R消耗的電功率；
如果電壓表的量程為0~3V，求該裝置所能測量的最大風力
電學熱學綜合題
15.(2007 貴陽市)在一次課外活動中，小悅同學對家用電磁爐進行了相關的觀察和研究，並記錄了電磁爐及她家電能表的有關數據，如下表：請你根據小悅同學在活動中獲得的有關資料，求借在這段時間內
觀察對象 有關記錄 研究活動
電磁爐的銘牌 U額=220V P額=1kw ①用電磁爐加熱一壺水(水的質量為2kg,,初溫為30℃.②關閉家裡其他用電器，只將該電磁爐接入電路燒水，觀察電能表表盤在5min內轉了150r，此時用溫度計測得水的溫度為50℃
電能表的銘牌 220V 10（40）A
50HZ 2000r/kwh
（1）水所吸收的熱量 （2）電磁爐的實際功率 （3）電磁爐燒水的效率
16.(2007 威海市)小剛同學家新買了一台電熱水器，銘牌上的部分數據如下表所示
（1）熱水器正常工作時的電流和電阻是多少
型號 PCD-H40II
容積 40L
額定最高溫度 75℃
額定電壓 220V
額定功率 1.1KW
額定內壓 0.75MPa
（2）若在用電高峰期，電路上的實際電壓只有200V，熱水器把20kg的水從20℃加熱到40℃需要38.5min。該時間內熱水器加熱的效率是多少？（不考慮電阻隨溫度變化）
額定電壓 220V 功能 汽燙 干燙
額定頻率 50HZ 蒸汽方式 滴下式
額定功率 1000W 質量 1.3kg
底版面積 160cm2 放置方式 自立式
17.(2007 鎮江市)如圖所示是一種家用蒸汽電熨斗的實物圖和銘牌，使用時水箱中的水滴入被加熱的底板汽室，迅速汽化產生向下的蒸汽
（1）在熨斗水箱中注入0.3kg的水，
將它平放在水平桌面上，
求：熨斗對衣服的壓強
（2）用熨斗汽燙前先預熱，使金屬底板的溫度從20℃升
高到220℃，溫控開關自動斷開，已知金屬的質量為1kg，金屬底板的比熱容為0.46×103J/（kg℃）問蒸汽熨斗預熱的過程中金屬底板吸收多少熱量？
（3）汽燙時，水滴入汽室，由於水升溫汽化而帶走熱量，當金屬底板溫度降到190℃時，溫控開關自動閉合，電熨斗正常工作，當加熱到220℃時，溫控開關自動斷開，停止加熱，如此反復，若蒸汽電熨斗工作情況按如圖所示的規律變化時，則12min熨燙一件衣服共消耗多少電能？
18.(2007 濉坊市)小星同學為自家的洗浴電熱水器設計了一個自動控制裝置，如圖所示R1是一個熱敏電阻（置於熱水器中），其阻值隨溫度的變化關系如表1，表2是這個電熱水器的銘牌。已知繼電器線圈電阻R2為10Ω，左邊電源的電壓U0為6V不變。當繼電器線圈R2中的電流增大到某一數值時，繼電器的銜鐵被吸下，電熱水器的電路閉合，開始工作請回答
正常工作時，電熱水器的電阻是多少？
分析表1，熱敏電阻的阻值隨溫度如何變化？
若電熱水器內的溫度控制在30℃——60℃之間，求銜鐵被吸下，電熱水器電路被斷開時，繼電器線圈的工作電流是多少？
電熱水器正常工作時，將整箱水從30℃加熱到60℃需要多長時間？（不計熱損失）
19.(2007 臨淅市)華揚1870系列太陽能熱水器的數據如下：
真空管直徑（mm） 70×1800 規格（支管） 15
外形尺寸（mm） 1840×1597×1765 保暖層（mm） 60
水箱容量（L） 150 採光面積（m2） 2.1
（1）已知我市向著陽光的地方每平
方米的面積在一小時內得到的太
陽輻射能平均為3×106J。若每天
接收太陽能的時間以8小時計
算，熱水器能把接收到的太陽能的50%轉化成水的內能，則正常情況下一天該熱水器能把初溫為20℃的一箱水加熱到多少攝氏度？
（2）如果換用一台標有「220V 1500W」的電熱水器在額定電壓下工作，把同樣的一箱水升高相同的溫度需要多長時間？
（3）如果電價為0.54元/KWh. 照此計算每月（按30天）可節省多少電費？
20．(2007 廈門市)辦公室里有個自動電熱瓶，如圖和表是它的原理及參數。
A為自動溫控開關，當水的溫度達到設定溫度時自動斷開電路；
低於設定溫度時，自動接通電路。已知水的比熱容為
4.2×103J/(kg·℃)，請你通過分析來進行以下計算：
（1）電熱水瓶放出的熱量90%被這些水吸收，燒開一瓶
20℃的水（標准大氣壓），電熱水瓶應正常工作多長時間？
(2)黃燈亮時電熱水瓶處於保溫狀態還是加熱狀態？保溫元件
R工作時電阻是多大？(注:指示燈消耗的功率可以忽略,保溫功
率是指整個電路消耗的功率)
型號 P2155-B
電源 AD220V 50HZ
加熱功率 800W
保溫功率 40W
容量 2.0L
燃料 汽油
油箱容積 50L
汽油密度kg/m3 0.7×103
汽油熱值J/kg 4.6×107
燃料完全燃燒產
生的熱量轉化為
機械能的百分比 40%
力學熱學綜合題
21．一輛小汽車在平直公路上勻速行駛了70km，汽車行駛的
速度為72km/h，共耗汽油6L，請你根據下表中提供的有關信
息，計算小汽車行駛的功率是多少千瓦。
輕便摩托車 93#汽油
燃料 汽油 密度 0.7×103 kg/m3
油箱容量 7L 熱值 4.6×107J/kg
功率 6KW 價格 4．70元/L
22.(20007 太原)王老師家離學校約為9km，為了便於上下班，他購買了一部輕便摩托車，所用燃料為93#汽油。有關參，數如表中所示，其中汽油的熱值表示每千克汽油完全燃燒放出的熱量為4.6×107J。若王老師騎車的平均速度為36km/h請計算他從家到學校（不計能量損失）
（1）大約需要的時間；
（2）摩托車需要消耗汽油的質量；
（3）所需的油費
平均車速 90km/h
等速蚝油 9L/100km
油價 4.80元/L
汽油密度 0.75×103 kg/m3
23.(2006 沈陽)星期日，爸爸開車帶小森去圖書城購買科普讀物，回來後小森向爸爸請教了有關車的一些問題，並做了記錄，內容下表所示。請你根據小森記錄的內容計算：
（1）若小森去圖書城單程時間這20min，則小森家離書城的路程大約多
少千米？
（2）往返路途中，用掉汽油多少千克？需花費汽油費多少元？
24．一輛轎車在平直的高速公路上勻速行駛1.8km，轎車的速度表如圖所
示，在些過程中；
（1）轎車速度為多少千米每小時？合多少米每秒？
（2）若轎車發動機的功率為40kw，則該車行駛中所受阻力多大？
（3）若轎車消耗汽油0.25kg，其發動機的效率多大？（汽油的熱值為
q=4.6×107 J/kg）
25.(2007 包頭市)如圖所示為自動測量鍋內溫度、氣壓的電路原理圖（虛線框內為鍋內部分電路）。電源電壓恆為4.5V
若對總質量為5Kg、初溫為15℃的鋼制器械進行消毒，消毒溫度
須達到115℃時，器械共吸收多少熱量？[C 鋼=0.46×103 J/( kg·℃)]
(2)壓強感測器R1(阻值隨所受的壓強大小發生變化的可變電阻)置入鍋內，
其受壓面積為2cm 2，如果R1表面能承受的最大壓力為70N，則鍋內允許
的最高氣壓是多少？
（3）A1為顯示鍋內氣壓大小的儀表（實質是電流表），當鍋內氣壓不高
於1標准大氣壓時，A1顯示氣壓值都為0，此時R1阻值為200Ω，求：氣壓表零刻度線應標在電流表A1刻度盤多少毫安處？
（4）熱敏感測器R2（阻值隨溫度發生變化的可變電阻）置於鍋內，A2為顯示溫度的儀表（實質是電流表）；R2的電阻與溫度的關系如下表所示：當電流表A2示數為60mA時，鍋內的溫度為多少？
溫度t/℃ 80 85 90 95 100 105 110 115 ……
電阻R2/Ω 120 110 100 90 80 70 60 50 ……
初中物理計算復習
一.電學計算
1有一個額定電壓為2.4V的小燈泡,小燈泡的電阻為8Ω，如果我們只有3V的電源，要使小燈泡正常工作，需要串聯一個多大的電阻。
2．如圖所示的電路中,R2=20Ω,電路中總電阻為12Ω,電流表的示數為0.3A,請請計算
(1)電阻R1的阻值(30Ω)
(2)電源電壓(6V)
（3)通過R1的電流(0.2A)
3.如圖所示,「6V 3W」的小燈泡L與額定功率為10W的電阻器串聯，電源電壓為10V，且保持不變，閉合開關S，電流表、電壓表示數分別為0.20A 和2.4V，不考慮電阻器和小燈泡電阻隨溫度的變化；求：
（1）電阻器R的阻值(38Ω)
（2）整個電路消耗的功率（2W）
4. 如圖所示,電源電壓為6V, R1=R2=30Ω求
(1)開關斷開時,電路中的總電阻和R2兩端的電壓;(60Ω 3V)
(2)當開關閉合時,電流表的示數和R2兩端的電壓.(0.2A 0)
5.如圖所示的電路中,R1為滑動變阻器,R0、R2均為定值電阻，電源兩端電壓保持不變，改變滑動變阻器R1的滑片的位置，兩電壓表的示數隨電流變化的圖線分別畫在圖乙所示的坐標系中，，根據以上信息求出R0的阻值（2Ω）
6.小明利用標有「6V 6W」的燈泡L1和 「6V 3W」的燈泡L2進行實驗（1）當L1正常發光時，通過L1的電流為多少？（`1A）（2）如圖甲所示：A、B分別為通過L1和L2中的電流隨兩端電壓變化關系的曲線。現將兩燈連入如圖乙所示電路中，使其中一個燈泡正常發光，則電路消耗的總功率為多少？（4W）
7.使用電烙鐵焊接元件,有時為了省電和避免烙鐵頭太熱而不易沾錫,通過控制開關使電路具有以下特點:在暫不焊接時,電烙鐵處於保溫狀態,需要焊接時,能很快達到溫度.已知電源電壓為220V,電烙鐵內部電路圖如圖所示,開關S接a時 ,電烙鐵的電功率P1為100W,開關S接b時,電烙鐵的電功率為P2,問:
(1)電烙鐵處於保溫狀態時,開關接在哪點?（b點）
(2)若P1=4P2,電阻絲R1、R2的電阻各是多少？（484Ω 1452Ω）
8.小紅學了電學知識後畫出了家裡的電吹風的電路圖，她認為只閉合開關S1時，電吹風吹冷風，當S1和S2同時閉合時，電吹風吹熱風，小芬看了她的電路圖覺得有問題：如果只閉合S2，會出現電熱絲R工作時而電動機不工作的現象，從而使電吹風的塑料外殼過熱造成損壞,小芬認為只要把其中一個開關移到幹路上,就能做到電熱絲R工作時,電動機就一定在工作,從而保證塑料外殼不會因操作失誤而損壞.請分析回答下列問題:
(1)你認為小芬應該把開關 移到幹路上,才能符合安全要求(S1 )
(2)根據電吹風銘牌上提供的有關數據,計算當電吹風正常工作並且吹熱風時,一分鍾消耗多少電能?電熱絲R的電功率為多大?通過電熱絲R的電流為多大?
(27600J 440W 2A)
9.某學校運動場離學校電控室有一段距離,運動場內安裝了一盞規格為「220V 1KW」的碘鎢燈，已知電控室的電壓恆定為220V 電控室到碘鎢燈之間的距離為100m，所用電線為某個品牌的銅芯橡皮絕緣線。下表是所列是該品牌的不同橫截面積的銅芯橡皮絕緣線在常溫下安全載流量（即長時通電時的最大安全電流）。（1）要求所選銅線符合適用和經濟的原則，請你通過計算說明，所用電線選用的是哪一種銅芯導線？（4.55A 查表知應選用橫截 面積為1mm2 的銅芯橡皮絕緣線）
（2）若所使用的銅芯導線每米長電阻為0.017Ω，求使用碘鎢燈時，輸電線上損失的電功率為多大？(電路中總電阻為51.8Ω 總電流為4.25A 線路損失的功率為：61.4W）
（3）照明一小時，碘鎢燈所消耗的電能是多大？（0.874KWh）
導線橫截面積S/mm2 0.5 1 1.5 2.5 4 6 10
安全載流量I/A 4 8 12 20 25 32 50
10如圖所示是一種電壓力鍋簡易原理圖,A為密閉鍋體,鍋蓋面積為400cm2.
R1為工作時的加熱電阻,L為指示燈,其電阻為20Ω,R2為保溫電阻,S1為電源開
關,S2為壓力開關，閉合S1後，電路通過R1對電力壓力鍋加熱，當鍋內氣體壓
強達到設定值時，水開始沸騰，鍋底向下移動，壓力開關與觸點a斷開，並與
b點接通，起到控壓控溫的目的，此時保溫電路的總功率為20W。
表一 水的沸點T與氣體壓強p 的關系
T/℃ 100.. 105 110 112. .114. 116. 118 120
p/kpa 101 121 143 154 163 175 187 199
表二 電壓力鍋的銘牌
額定電壓 加熱功率 壓強設定值
220 V 1000W 175kpa
（1）當鍋內121kp時，鍋內氣體對鍋蓋的壓力是多少？（4.84×103）（2）保溫電阻R2的阻值多大？（2400Ω）
（3）已知鍋內水的質量為m，初溫為T0、比熱容為c，為了求出電壓鍋從開始加熱到鍋氣壓到設定值時的效率，只要測出閉合開關S1到電路中 ；的時間t，就可推導出效率的表達式η= （用已知量表示）[指示燈亮； cm(116℃-T0)/1000W×t）]
二.力學計算
11.測定自己上樓的功率有多大,是一項很有意義也很有趣的物理實踐活動,如果現在你要測自己爬上10m高樓的功率,假設你身體的質量為50kg,上樓所用的時間是50s,請你計算自己上樓的功率.(100W)
12.計程車司機在機場高速公路的入口處，看到如圖所示的標志牌，在不違反交通規則的前提下，該司機從入口處出發，至少行駛多長時間才能到達機場？（0.3h）
13.如圖所示,旗桿頂部有一個定滑輪,升旗手通過一根繞過定滑輪的細繩,用25N的力把一面質量為2kg的國旗沿豎直方向勻速拉動上升8m,求(1)升旗手拉動旗子所做的功(200J)
(2)定滑輪的機械效率(80%)
14.如圖所示.用滑輪組勻速提起一個重為350N的物體,物體10s內豎直上升了1m ,
人拉繩子的力為250N.試問:人拉繩子做功的功率為多少?滑輪組的機械效率?若用這個
滑輪組提起350N的物體,所用的拉力為多少?(50W; 70%; 250N)